【導(dǎo)讀】高層建筑的生活、消防供水中。變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)。壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。變頻恒壓供水方式與過(guò)去的水塔或高位水。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，是未來(lái)供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)。中成片開(kāi)發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢(shì)。同時(shí)用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。等工況點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行切換，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。在故障發(fā)生時(shí)，執(zhí)行專門(mén)的故障。程序，保證在緊急情況下的仍能進(jìn)行供水。此次設(shè)計(jì)研究的對(duì)象是一棟樓房的供水系統(tǒng)。后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。以對(duì)可編程控制器來(lái)講。這樣，可編程控制器的成本沒(méi)有降低，還增加了連線和附加設(shè)備，傳感器及若干輔助部件構(gòu)成。

　　

【正文】 設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。 用戶窗口： 本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)： 是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將 MCGS 工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集 、處理、輸出控制、動(dòng)畫(huà)連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 運(yùn)行策略： 本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。包括編寫(xiě)控制程序（ if?then 腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。 建立界面 建立窗口 [1]在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0” 。 [2]選中“窗口 0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。 [3]將窗口名稱改為：變頻恒壓供水系統(tǒng)；窗口標(biāo)題改為：變頻恒壓供水系統(tǒng)；窗口位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)”。 [4]在“用戶窗口”中，選中“變頻恒壓供水系統(tǒng)”，點(diǎn)擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動(dòng)窗口”選項(xiàng)，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口。 圖 工程界面 界面如圖所示。一共有四個(gè)界面，分別是變頻恒壓供水系統(tǒng)、變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)時(shí)曲線、變頻恒壓供水系統(tǒng)歷史曲線和退出提示。 定義數(shù)據(jù)對(duì)象 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)對(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也就是定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過(guò)程。定義數(shù)基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類 型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤(pán)相關(guān)的參數(shù)，如存盤(pán)的周期、存盤(pán)的時(shí)間范圍和保存期限等。下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“水泵”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟： [1]單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口頁(yè)。 [2]單擊“新增對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省 定義的名稱為“ Data1”、“ Data2”、“ Data3”等 [3]選中對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開(kāi)“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置” 窗口。 [4]將對(duì)象名稱改為：水泵 1；對(duì)象類型選擇：開(kāi)關(guān)型；在對(duì)象內(nèi) 容注釋輸入框內(nèi)輸入：“控制水泵啟動(dòng)、停止的變量”，單擊“確認(rèn)”。 圖 參數(shù)的設(shè)置過(guò)程 按照此步驟，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對(duì)象。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖 參數(shù)的設(shè)置 編輯界面 編輯畫(huà)面 選中“變頻恒壓供水系統(tǒng)”窗口圖標(biāo)，單擊“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫(huà)組態(tài)窗口，開(kāi)始編輯畫(huà)面。 圖 編輯界面 對(duì)象元件的選擇 單擊繪圖工具箱中的（插入元件）圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件庫(kù)管理對(duì)話框，如圖 所示： 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖 對(duì)象元件庫(kù) 管理 如上所示，在元件庫(kù)中找到所需的元件組成下圖 6. 8 所示的畫(huà)面。 圖 監(jiān)控界面 MCGS 與 PLC 之間的連接 MCGS通過(guò)上位機(jī)中的串行口設(shè)備和 PLC上的通訊單元（編程口）建立串行通訊連接，從而達(dá)到操作 PLC設(shè)備的目的。 PLC的默認(rèn)設(shè)置是只支持 RS232通信，所以要使用 RS485通信協(xié)議，必須事先用 RS232（即 PLC的編程口）通信，設(shè)置寄存器 PLC D8120寄存器。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 此次 MCGS通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的 RS232串行口讀取 PLC存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)，與 PLC建立連接。 MCGS的 結(jié)構(gòu)形式使其成為一個(gè)“與設(shè)備無(wú)關(guān)”的系統(tǒng)，對(duì)于不同的硬件設(shè)備，只需定制相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，放置到設(shè)備窗口中，并設(shè)置相關(guān)的屬性，系統(tǒng)就可對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行操作，而不需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作任何改動(dòng)。 添加 PLC 設(shè)備 FX232設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在通用設(shè)備構(gòu)件中。串口父設(shè)備用來(lái)設(shè)置通信參數(shù)和通信端口。通信參數(shù)必須設(shè)置成與 PLC的設(shè)置一樣。否則就無(wú)法通信。 [1] 在“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)進(jìn)入。 [2] 點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，打開(kāi)“設(shè)備工具箱”。 [3] 單擊“設(shè)備工具箱”中的“設(shè)備管理”按鈕，彈出如圖 6. 9 所示窗口： 圖 6. 9 設(shè)備管理窗口 [4] 在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用設(shè)備”。 [5] 雙擊“串口通訊父設(shè)備”，在下方出現(xiàn)串口通訊父設(shè)備圖標(biāo)。 [6] 雙擊串口通訊父設(shè)備圖標(biāo)，即可將“串口通訊父設(shè)備”添加到右測(cè)選定設(shè)備列表中。 [7] 選中選定設(shè)備列表中的“串口通訊父設(shè)備”，單擊“確認(rèn)”，“ 串口通訊父設(shè)備”即被添加到“設(shè)備工具箱”中。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [7]按上面前三步后，雙擊“ PLC 設(shè)備”，雙擊“三菱”再雙擊“ FX232”在 下方出現(xiàn)三菱 FX232，選中點(diǎn)擊增加，確認(rèn)。出現(xiàn)如下圖所示 圖 6. 10 設(shè)備工具箱窗口 [8]雙擊“串口通訊父設(shè)備”，再雙擊“三菱 FX232” 。 [9]在設(shè)備窗口中雙擊設(shè)備 1[三菱 FX232],出現(xiàn)設(shè)備屬性對(duì)話框，如圖 511所示。點(diǎn)擊相應(yīng)的圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)置。 設(shè)備屬性的設(shè)置 圖 6. 11 進(jìn)入設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性窗口 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖 6. 12 設(shè)置所需要的通道 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖 6. 13 設(shè)置通道對(duì)應(yīng)的對(duì)象 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 七、結(jié)束語(yǔ) 本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng) 。 恒壓供水系統(tǒng)以 PLC和變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于 PLC強(qiáng)大而靈活的控制功能和內(nèi)置 PID的變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的控制。該系統(tǒng)采用 PCL控制變頻器進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。 恒壓供水在日常生活中非常重要，基于 PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。 因?qū)崿F(xiàn)了恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，節(jié)省了人 力，提高了供水質(zhì)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，節(jié)約管理費(fèi)用。對(duì)整個(gè)供水過(guò)程來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。 目前在國(guó)內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中，對(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性 (EMC)的變頻但壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用 于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 八、參考文獻(xiàn) [1]廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 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